DE2945609A1

DE2945609A1 - Filtermedium, filtrationsverfahren und tiefenfilter

Info

Publication number: DE2945609A1
Application number: DE19792945609
Authority: DE
Inventors: Luciano Dipl.-Ing. Pelloni; Dipl.-Chem. Martin Zürich Schmid
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1981-04-30

Description

Fi1ter#edium, Filtrationsverfahren und Tiefenfilter
Die Erfindung betrifft die Filtration flüssiger, insbesondere wässriger Medien mit Hilfe von Tiefenfiltern, d. h.
mit Schichten oder Bettungen aus losen, körnigen Filtermedien, die ein- oder mehrschichtig in entsprechenden Filtrationsbehältern meist auf einer flüssigkeitsdurchlässigen Trägerschicht liegen.
Derartige Filtrationsverfahren mit Bettungen aus körnigem Material, wie Kies, Quarzsand und dergleichen, sind z. B.
aus der Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung bekannt und werden auch als Kontakt- oder Raumfiltrationsverfahren bezeichnet, wenn die Filtrationsanlage einen vergleichsweise raschen Durchsatz und intermediäre Reinigungsoperationen durch Rückspülung erlaubt, wie dies z. B. von L. Pelloni in Prog. Wat. Tech. 1978, Band 10, Seiten 255-271, zur Verminderung des Restphosphorgehaltes von Abwasser auf Werte von unter 0,1 mg pro Liter beschrieben ist. Bei der Reinigung von kommunalen Abwässern wird die Raum- oder Kontaktfiltration mit rückspülfähigen mehrschichtigen Bettungen von gesamthaft relativ grosser Tiefe, z. B. 30 bis 300 cm, als letzte Stufe nach der Behandlungsfolge Vorklärung - Belebtschlammbehandlung - Nachklärung unter Zusatz von chemischen Flockulations- oder Fällungsmitteln, wie Eisen(III)-salzen, durchgeführt und das durch Rückspülung des Tiefenfilters entstehende Schmutzwasser in die Belebtschlammstufe des Reinigungsverfahrens zurückgeführt. Geeignete Bettungen des Tiefenfilters bestehen z. B. aus zwei oder mehr überefnander liegenden mineralischen Korngutschichten unterschiedlicher Dichte, z. B. Bimssteinkorn auf Quarzsand, oder dergleichen.
Aus einer Publikation von M. J. Hummenick et al in Journal of Water Pollution Control Federation 1978, 10, Seiten 1953-1964, ist der Vorschlag bekannt, derartige Tiefenfilter auch zur Reinigung von mineralölhaltigen Abwässern einzusetzen und dazu eine Tiefenfilterschicht aus Anthrazitkohle zu verwenden, die als obere Schicht einer zweischichtigen Bettung angeordnet wird, z. B. eine 90 cm dicke Schicht aus Anthrazitkohle über einer 90 cm dicken Schicht aus "Ottawa"-Filtersand (Teilchengrössen des Sandes ca. 0,5 mm). Dabei wurden übliche Druckfilterbehälter verwendet sowie mit Vorteil auch Filterhilfsmittel, wie Aluminiumsulfat, und kationische oder nicht-ionische Polyelektrolyte zugesetzt; mit 2 Durchsatzzeiten im Bereich von z. B. 3 bis 14 Liter/m ~sec und üblicher Rückspülung der Filterbettung nach Bedarf (Druckabfall) wurden bei Oelkonzentrationen (in Emulsionsform) von beispielsweise 100 bis 500 mg/l brauchbare Entölungsergebenisse erhalten, wenn unter Zusatz von Filterhilfsmitteln der genannten Art gearbeitet wurde. Ohne Filterhilfsmittel wurden dagegen keine praktisch brauchbaren Reinigungsergebnisse erzielt.
Die Verwendung von Kohle als Teil des Filtermediums, d. h.
als Schicht der Filterbettung, hat jedoch den Nachteil, dass Kohle eine vergleichsweise geringe absolute Dichte im Bereich 3 von etwa 2 g/cm besitzt, daher als obere Schicht auf der Sandbettung liegen muss und dann in der Regel als erste Schicht mit dem Abwasser in Kontakt kommt.
Die relativ rasche Inaktivierung des oben beschriebenen Anthrazit/Sand-Tiefenfilters, d. h. in Abwesenheit von Filterhilfsmitteln, bei der Raumfiltration von ölhaltigem Abwasser könnte mindestens teilweise durch die Lage der Anthrazitschicht auf der spezifisch schwereren Sandschicht bedingt sein.
Aus diesem Grund, aber auch aus anderen Gründen - etwa die freie Wahlmöglichkeit der Schichtlage in einer mehrschichtigen Filterbettung - wäre ein körniges Filtermedium wünschbar, das eine organisch modifizierte bzw. modifizierbare und insbesondere organophile, z. B. oleophile, Oberfläche und ausserdem eine absolute Dichte hat, die nicht durch die 3 relativ geringen und meist nicht wesentlich über 2 g/cm liegenden Dichten der bekannten Materialien auf Kohlenstoffbasis begrenzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtermedium für Tiefenfilter anzugeben, dessen Oberflächen organisch modifiziert sind und dessen Verwendbarkeit als Schicht einer Tiefenfilterbettung nicht durch die relativ geringe absolute Dichte typischer organischer bzw. organophiler Materialien, wie Kohle, begrenzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Reinigung von flüssigen und vorzugsweise wässrigen Medien mit einem Tiefefilter sowie ein rückspülfähiges Tiefenfilter für ein solches Verfahren.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss durch ein Filtermedium gelöst, das mindestens teilweise aus einzelnen Körnern, z. B. mit Korngrössen (grösster mittlerer Kornteilchendurchmesser) im Bereich von 0,1 bis 50 mm, besteht, die einen anorganischen und vorzugsweise mineralischen Kern besitzen, der mit einer Beschichtung aus Kohlenstoff in organischer Bindung enthaltendem Material, z. B. in Form eines Polymeren auf Kohlenstoffbasis, oder/und Kohlenstoff in elementarer Form enthaltendem Material besteht.
Ein derartiges erfindungsgemässes Filtermedium ist insbesondere für die Reinigung wässriger Medien, z. B. technische oder kommunale Abwässer, in einem vorzugsweise mehrschichtigen Tiefenfilter geeignet, das eine zur Reinigung durch Rückspülung geeignete, vorzugsweise mehrschichtige Bettung aus körnigem Filtermedium besitzt und sich zur Raumfiltration eignet; zur Rückhaltung öliger, insbesondere aus Mineralöl bestehender Verunreinigungen besteht das körnige Filtermedium mindestens teilweise, z. B. in einer Schicht eines mehrschichtigen Tiefbettfilters, aus dem neuen Filtermedium.
Erfindungsgemäss ist ferner ein zur Reinigung flüssiger, insbesondere wässriger Medien geeignetes Tiefenfilter, das in einem in üblicher Weise zur Durchströmung, vorzugsweise unter Ueberdruck, und Ruckspülung ausgerüsteten Behälter mindestens zwei lose Schichten aus körnigen Filtermedien unterschiedlicher absoluter Dichte enthalt; mindestens eine der Schichten dient zur Rückhaltung öliger Anteile der wässrigen Medien und besteht mindestens teilweise aus dem neuen Filtermedium.
Durch die Verwendung eines vorzugsweise wasserunlöslichen anorganischen und meist mineralischen Kernmaterials, z. B.
Teilchen auf Basis von Siliciumdioxid, Calciumcarbonat oder Metallsilicat, Metalloxid, Metallsulfid, Metallsulfat oder dergleichen, das mit einer vorzugsweise geringen (auf Gewichtsbasis) Menge eines praktisch wasserunlöslichen Materials aus Kohlenstoff in organischer Bindung, z. B. Poly- meren auf C-Basis,oder in elementarer Form, z. B. aus thermisch teilweise verkohltem Polymer, beschichtet ist, lässt sich die absolute Dichte des erfindungsgemässen körnigen Filtermediums ohne Schwierigkeiten in einem weiten Bereich, 3 z. B. von 2 bis 7 g/cm oder mehr, wählen; durch die Wahl des Beschichtungsmaterials bzw. dessen Nachbehandlung lassen sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Oberflächen der Körner des Filtermediums variieren, z.B.
ausgeprägt organophil, insbesondere oleophil, ausbilden oder org#nophil/adsorptiv nach Art von Kohle machen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Filtermediums ist die Möglichkeit der Verwendung relativ geringer Anteile von im Vergleich zu mineralischen Füll- oder Abfallstoffen teureren Materialien, wie Anthrazitkohle oder organischen Polymercn für die Beschichtung, d. h. es wird ein hochaktives und gleichzeitig relativ billiges Filtermedium für Tiefenfilter erhältlich.
Vorzugsweise hat das anorganische bzw. mineralische Kernmaterial eine absolute Dichte von mindestens 2 g/cm . Als absolute Dichte wird hier derjenige Dichtewert des Kernmaterials verstanden, den dieses in beschichtetem Zustand zeigt, da primär dieser Wert für das Verhalten der Tiefenfilterschicht bei Durchströmung bzw. Rückspülung massgeblich ist, d. h. insbesondere für die dynamische Stabilität von übereinanderliegenden losen Schichten aus Korngut unterschiedlicher Dichte.
Beispiele geeigneter anorganischer bzw. mineralischer Stoffe für das Kernmaterial sind die folgenden, wobei Metallcarbonate trotz ihres C-Gehaltes wie üblich zu den anorganischen Stoffen gerechnet werden: Quarz, Kalksteine, Feldspate, Schwerspate (Baryt), Tone, Glas, Keramik, Schiefer, Granit, Manganoxid, Gips (z. B. als Anhydrit oder als Bruchmaterial von Gipskörperformlingen), Schlacke (z. B.
Hochofenschlacke oder Müllverbrennungsrückstand) und andere anorganische Materialien, die als Naturstoffe (Minerale) bzw. Naturstoffnebenprodukte (Abraum) oder als mehr oder weniger synthetische Produkte (Schlacken, Töpferei- oder Gipserei-Abfall) vorliegen. Obwohl anorganische Materialien, die toxisch wirkende Schwermetalle enthalten, für Abwasserreinigungszwecke meist nicht bevorzugt werden, können sie erfindungsgemäss als Kernmaterial verwendet werden, weil sie im Normalfall durch die wasserunlösliche Beschichtung gegen Auslaugen geschützt sind.
Als wasserunlösliche Beschichtungsmaterialien werden synthetische organische Polymere, z. B. Thermoplaste oder Duroplaste, bevorzugt, insbesondere solche, die sich zur technischen Beschichtung des mineralischen Kernmaterials eignen, z. B. durch Auftragen bzw. Imprägnieren aus Lösungen der Polymeren in organischen Lösungsmitteln, durch Schmelzbeschichtung, z. B. nach Wirbelschichtverfahren oder ähnlichen Verfahren. Das mineralische Kernmaterial kann ferner auch dadurch mit organischen Polymeren (Homopolymere, Copolymere, Polymermischungen) beschichtet werden, dass man geeignete Monomere auf dem Kernmaterial polymerisiert, z. B. mit den Monomeren als Dampfphase.
Die Beschichtung kann aber auch nach anderen, an sich bekannten Methoden erzeugt werden, z. B. durch Verdampfung oder Fällung, indem das mit einer Polymerlösung versehene körnige Kernmaterial in fallendem oder schwebendem (Wirbelschicht) Zustand vom Lösungsmittel befreit oder mit einem Fällungsmittel, z. B. einem Nichtlösungsmittel für das Polymer, behandelt wird.
Das auf das anorganische Kernmaterial aufgetragene Polymermaterial kann nachbehandelt werden, z. B. durch Vernetzung oder/und eine mehr oder weniger tiefgehende thermische Teilzersetzung (Bildung von elementarem Kohlenstoff ausweislich Schwärzung bzw. Verkohlung). Beispiele von organischen Polymeren, deren Molekülketten ganz oder teilweise aus Kohlenstoffatomen bestehen, sind allgemein solche mit Molekularmassen im Filmbildungsbereich, d. h. meist 10'000 oder mehr. Es können aber auch Monomere, Oligomere oder niedermolekulare Polymere auf das Kernmaterial aufgetragen und auf diesem weiterpolymerisiert werden, z. B. durch Kettenverlängerung, Pfropfpolymerisation, Vernetzung und dergleichen. Auch wasserlösliche organische Polymere, wie Polyvinylalkohole und dergleichen, können auf das Kernmaterial aufgetragen und auf diesem in eine praktisch unlösliche Beschichtung umgewandelt werden, z. B. durch chemische Modifikation, wie Acetylierung. "Praktisch unlöslich" als Kriterium für die Beschichtung (bzw. das bevorzugte Kernmaterial) bedeutet hierbei eine Löslichkeit im jeweiligen Medium bei 200C von weniger als 1 g/Liter, vorzugsweise weniger als 0,1 g/Liter.
Es kommen daher Polymere ganz unterschiedlicher Art in Frage, also Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Polymere mit nicht-ionischem Charakter und mit organophilen, insbesondere oleophilen Eigenschaften werden für viele Zwecke bevorzugt.
~Organophil" bzw. "oleophil" bedeutet hierbei allgemein die Fähigkeit zur signifikanten adsorptiven oder absorptiven Bindung organischer bzw. öliger (insbesondere mineralöliger) Verunreinigungen bzw. Komponenten der zu filtrierenden Medien.
Spezielle Beispiele von Polymeren (Homo- oder Copolymere) für die Beschichtung sind Polyalkane, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisobutylen; Polyamide, wie Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-12; Polyester, wie Polyalkylenterephthalate; Polyäther; Polyurethane; organische Polycarbonate mit aliphatischen oder/und aromatischen Mer-Komponenten; Polyvinylpolymere, wie Polyvinyläther, Polyvinylester, Polyacryl- oder Polymethacrylverbindungen; olefinisch ungesättigte Polyester, die mit Olefinen, wie Styrol, vernetzt sind; Kondensate von Aldehyden, wie Formaldehyd, mit Phenolen, Harnstoff oder Melamin; Melamin-Phenolharze, Melamin-Polyester; Polybutadien oder Polyisopren in gegebenenfalls modifizierter oder/und vulkanisierter Form; synthetische Polymere werden aus Kostengründen meist bevorzugt, doch sind auch halbsynthetische oder natürliche Polymere nicht ausgeschlossen, insbesondere wenn sie sich schichtförmig auf das Kernmaterial aufbringen und auf diesem modifizieren bzw. zu vergleichsweise zähen angekohlten Schichten verarbeiten lassen.
Die Beschichtung kann wie oben angedeutet aus flüssiger (Lösung oder Schmelze) oder gasförmiger (Polymerisation von gasförmigen Monomeren) Phase gebildet werden. Die Dicke der Beschichtung der Kerne ist nicht besonders kritisch, soweit die gewünschte absolute Dichte der beschichteten Kerne erzielt wird und die gewünschten organophilen bzw. oleophilen Eigenschaften erreicht werden. Beschichtungsanteile von höchstens 30 % und vorzugsweise höchstens 10 % des Gewich- tes der beschichteten Körner sind für viele Zwecke geeignet.
Die Beschichtung kann aber muss nicht homogen sein, d. h.
eine annähernd gleichmässige Dicke der Beschichtung ist nicht kritisch. Auch eine vollständige Umhüllung der Kerne ist in der Regel nicht erforderlich, wird aber meist aus praktischen Gründen bevorzugt.
Mit dem erfindungsgemässen körnigen Filtermedium können in an sich üblicher Weise Tiefenfilter bzw. Raumfilter mit ein-oder vorzugsweise mehrschichtigem Aufbau gebildet werden, ohne dass die Verwendung einer organophilen bzw. oleophilen Schicht die eingangs erläuterten Beschränkungen der Dichte zur Folge hat. Vielmehr wird die bzw. eine Schicht aus erfindungsgemässem Filtermedium mit Vorteil nicht als oberste Schicht der Bettung verwendet, insbesondere bei Verwendung für wässrige Medien in Gegenwart von Flockulationsmitteln, sondern unter mindestens einer hydrophilen Schicht, z. B. aus mineralischem Korngut relativ kleinerer Dichte, angeordnet.
Das erfindungsgemässe Filtermedium bzw. eine ganz oder teilweise daraus bestehende Bettung ist technisch insbesondere für die Filtration von Trinkwasser, kommunalem oder industriellem Abwasser sowie zur Aufarbeitung von Oel- oder Fettemulsionen (insbesondere Mineralöle oder -fette) und zur Filtration von nicht-wässrigen Suspensionen geeignet, wie sie z. B. in der Petrochemie anfallen.
Die Zeichnung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Es zeigen: Fig. 1 die schematische Schnittdarstellung von verschiedenen Strukturen der Körner des Filtermediums und Fig. 2 das Schema einer Anlage für Raumfiltration mit einem mehrschichtigen Tiefbettfilter.
Das Einzelkorn 10 von Fig. 1 besteht aus einem einstückigen Kern 101, der schematisch als Schnitt eines sphäroidalen kompakten Körpers aus anorganischem bzw. mineralischem Material dargestellt und mit einer Schicht 105 aus organischem Polymer praktisch völlig umhüllt ist.
Die Schicht 105 kann wie dargestellt praktisch gleichmässig ausgebildet sein, doch ist dies keineswegs kritisch. Die Dicke der Schicht 105 kann massstäblich praktisch gleich wie in Fig. 1 oder aber wesentlich dünner bzw. dicker sein.
Der Durchmesser des Kornes 10 (und der Körner 11, 12) ist meist kleiner, als in Fig. 1 dargestellt.
Das Einzelkorn 11 von Fig. 1 besteht aus einem unregelmässig geformten, mehr oder weniger einstückigen Kern 111 aus anorganischem Material, z. B. einem Quarzsandkorn; der Kern 111 ist mit einer Beschichtung 115 versehen, die eine der Oberfläche des Kernes 111 geometrisch ähnliche Form hat oder (wie schematisch dargestellt) mehr oder weniger abgerundet ist. Die äussere Form der Beschichtung 115 kann durch die Art des Beschichtungsverfahrens gesteuert werden, z. B.
bei Lösungs- oder Schmelzbeschichtungsverfahren über die Viskosität der Polymerlösung bzw. -schmelze. Die Beschichtungsdicke kann im Mikrometer- bis Millimeterbereich liegen und am gleichen Kern 111 in diesem Bereich variieren.
Ein einstückiger Kern 101, 111 ist meist bevorzugt, aber nicht kritisch; das Einzelkorn 12 zeigt in schematischer Darstellung mehrere Kernteile 121, 122, 123 aus anorganischem Material, die gemeinsam mit der Schicht 135 umhüllt sind. Die Kernteile 121, 122, 123 können ganz unterschiedliche Grössen haben.
Im allgemeinen wird die Verwendung eines bezüglich Abmessungen, Form Beschichtungsmaterial und Beschichtungsdicke relativ homogenen körnigen Filtermediums bevorzugt. Kritisch ist dies aber nicht und eine Tiefenfilterschicht aus erfindungsgemässem körnigem Filtermedium kann aus Mischungen von Körnern mit ganz unterschiedlicher Struktur, Grösse, Beschichtungsart und Beschichtungsdicke oder/und aus Mischungen beschichteter erfindungsgemässer Körner mit üblichen unbeschichteten Körnern praktisch gleicher absoluter Dichte bestehen.
Fig. 2 zeigt das Schema einer an sich bekannten Tiefenfilteranlage 20 mit einem meist zylindrischen bzw. säulenförmigen Behälter 21, der für den gewünschten maximalen Betriebsdruck ausgelegt und in der Regel als Mitteldruckbehälter ausgebildet ist.
Im Behälter 21 sind zwei lose Schichten 22, 23 als Tiefbettfilter eingefüllt. Eine an sich mögliche mechanische Vermischung der Schichten 22, 23 ist nicht stabil, weil die Schichten 22, 23 unterschiedliche absolute Dichten haben und daher zur Entmischung neigen.
Das zu filtrierende :Medium, z. B. das Ablaufwasser einer biologisch/chemischen Kläranlage, wird über die Leitung 24 in die Anlage eingespeist, meist unter Ueberdruck; das Filtrat wird über die Leitung 25 abgezogen.
Wenn der Druckabfall des Tiefenfilters 22, 23 infolge der zunehmenden Ablagerung von Verunreinigungen im Filter einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird das Filter in üblicher Weise durch Rückspülung gereinigt, z. B. Einblasen von gasförmigem Reinigungsmedium, wie Pressluft, das durch die Leitung 26 in den Behälter 21 am unteren Ende des Tiefenfilters 22, 23 eingeführt wird, und gleichzeitigem Einführen von flüssigem Reinigungsmedium, wie Wasser, das ebenfalls von unten über die Leitung 27 durch das Tiefenter 22, 23 geführt wird. Der Rückspülungsstrom bzw.
-schlamm kann über die Einführungsleitung 24 oder über eine (nicht dargestellte) gesonderte Rückspülleitung in eine vorgeschaltete Reinigungsstufe, z. B. in die Belebtschlammstufe, zurückgeführt werden.
Erfindungsgemäss besteht mindestens eine Schicht 22, 23 in der Anlage 20 aus erfindungsgemässem körnigem Filtermedium, und zwar vorzugsweise die untere Schicht 23 bzw. in einer mehr als zweischichtigen Filterbettung eine überdeckte Schicht.
Dabei kann die oberste bzw. die überdeckende Schicht eine übliche mineralische Schicht mit entsprechender typischer Dichte sein, weil die darunterliegende Schicht aus erfindungsgemässem Filtermedium durch Verwendung eines anorganischen Kernmaterials entsprechend höherer Dichte stets mit einer absoluten Gesamtdichte ausgebildet werden kann, die grösser ist als die der darüberliegenden konventionellen mineralischen Schicht.
Eine organische Schicht gemäss Stand der Technik (z. B. aus Anthrazitkohle) müsste dagegen wegen ihrer vergleichsweise geringeren absoluten Dichte praktisch immer als oberste Schicht über einer anorganischen Schicht eingesetzt werden.
Die Erfindung wird weiter anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Beispiel 1 (A) Erfindungsgemäss körniges Filtermedium wurde aus Quarz-3 sand (Kernmaterial) mit einer absoluten Dichte von 2,6 g/cm und einer Korngrösse von 2,5 + 0,5 mm hergestellt, indem der trockene Quarzsand durch eine Lösung von Polyisobutylen in Benzin (Lösungskonzentration: 50 g/Liter) sedimentieren gelassen wurde, die auf Wasser aufgeschichtet war. Der auf diese Weise mit gefälltem Polyisobutylen beschichtete Quarz-0 sand wurde bei erhöhter Temperatur (70 C) getrocknet. Eine Probe des beschichteten Quarzsandes wurde mit Benzin unter Rückflusstemperatur gehalten, abfiltriert und nach Waschen mit Benzin getrocknet, um den Gewichtsanteil des Polyisobutylens zu bestimmen. Gesamthaft betrug der Gewichtsanteil des Polyisobutylens etwa 8 % des Gewichtes des beschichteten 3 Quarzsandes, dessen absolute Dichte 2,25 g/cm betrug.
(B) Das gemäss Absatz (A) erhaltene erfindungsgemässe Filtermedium aus mit Polyisobutylen beschichteten Quarzsandteilchen wurde mit einer Schichthöhe von 30 cm als untere Filterschicht 23 in eine Filtrationsanlage der in Fig. 2 dargestellten Art eingefüllt und mit einer 70 cm dicken Schicht aus Blähschiefer mit einer absoluten Dichte von 3 1,6 g /cm und einer Korngrösse von 2,5 f 0,5 mm überdeckt.
(C) In die so bereitgestellte Filtrationsanlage wurde das Ablaufwasser einer kommunalen Kläranlage mit mechanischer, biologischer und chemischer (Phosphatfällung) Stufe eingespeist.
Es wurde mit einer Filtrationsgeschwindigkeit von 10 m3/ m ~h und einem Durchsatz von 1,5 m3/h gearbeitet. Der mittlere Schwebestoffgehalt des eingespeisten Wassers betrug 30 mg/Liter; davon waren im Mittel 7 mg/Liter organischer Art und oleophil.
Das über die Leitung 24 abgezogene Filtrat enthielt im Mittel noch 2 mg/Liter Schwebestoffe, wovon 0,5 mg/Liter oleophiler Art waren, was einem Wirkungsgrad der Abtrennung der oleophilen Verunreinigungsteilchen von 93 % entspricht.
Beispiel 2 (Vergleich) Es wurde wie in den Abschnitten (B) und (C) von Beispiel 1 gearbeitet, jedoch unter Verwendung des in Abschnitt (A) als Kernmaterial verwendeten unbeschichteten Quarzsandes.
Das über die Leitung 24 der Anlage 20 abgezogene Filtrat zeigte im Mittel eine Schwebestoffkonzentration von 5,5 mg/ Liter, wovon 4 mg/Liter oleophile Teilchen waren. Der Wirkungsgrad der Abtrennung der oleophilen Verunreinigungen betrug somit nur 42 %.
Es versteht sich, dass die in Beispiel 1 genannten Bedingungen erheblich variiert werden können; anstelle von Quarzsand können z. B. die oben genannten anderen anorganischen bzw.
mineralischen Kernmaterialien verwendet und mit Polyisobutylen oder anderen organischen Polymeren nach unterschiedlichen Methoden und in unterschiedlichen Anteilen beschichtet sowie gegebenenfalls durch Nachbehandlung, z. B. Teilverkohlung durch kurzzeitiges Erhitzen auf Temperaturen im Bereich von 350-5000C, modifiziert werden.

Claims

Patentansprüche 1.;'Filtermedium für Tiefenfilter, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium mindestens teilweise aus einzelnen Körnern (10, 11, 12) aus anorganischem Kernmaterial (101, 111, 121) besteht, das eine Beschichtung (105, 115, 125) aus Kohlenstoff in organischer Bindung und/ oder in elementarer Form enthaltendem Material trägt.
2. Filtermedium nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Kernmaterial (101, 111, 121) ein mineralisches Material ist.
3. Filtermedium nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Kernmaterial (101, 111, 121) eine absolute Dichte von mindestens 2 g/cm3 hat.
4. Filtermedium nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (105, 115, 125) aus einem in Wasser praktisch unlöslichen organischen Polymermaterial besteht.
5. Filtermedium nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (105, 115, 125) aus nicht-ionischem organophilem, vorzugsweise oleophilem, Polymermaterial besteht.
6. Filtermedium nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (105, 115, 125) mindestens teilweise aus einem Polymer besteht, dessen Molekülketten ganz oder teilweise aus Kohlenstoffketten bestehen.
7. Filtermedium nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Thermoplast, wie Polyalkan, z. B. Polyisobutylen, oder ein Duroplast, z. B. ein vernetzter Polyester, ist.
8. Filtermedium nach einem der Patentansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner (10, 11, 12) Grössen im Bereich von 0,1 bis 50 mm besitzen.
9. Filtermedium nach einem der Patentansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute Dichte der Körner (10, 3 11, 12) mindestens 2 g/cm beträgt.
10. Filtermedium nach einem der Patentansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (105, 115, 125) höchstens 30 % und vorzugsweise höchstens 10 % des Gewichtes der beschichteten Körner (10, 11, 12) ausmacht.
11. Verfahren zur Reinigung flüssiger Medien durch Filtration mit einem Tiefenfilter (20), das eine zur Reinigung durch Rückspülung geeignete Bettung (22, 23) aus körnigem Filtermedium enthält, wobei das körnige Filtermedium mindestens teilweise aus einem solchen mit organophilen Eigenschaften besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium mindestens teilweise aus einzelnen Körnern aus anorganischem Kernmaterial besteht, das mit einer im flüssigen Medium praktisch unlöslichen Beschichtung aus Kohlenstoff in organischer Bindung oder/und in elementarer Form enthaltendem Material versehen ist, wobei das anorganische Kernmaterial ein Material mit einer absolu-3 ten Dichte von mindestens 2 g/cm ist.
12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Körner aus einem in Wasser praktisch unlöslichen organischen Polymermaterial besteht, das gegebenenfalls vernetzt und/oder teilweise verkohlt ist, wobei die Beschichtung höchstens 30 % und vorzugsweise höchstens 10 % des Gewichtes der beschichteten Körner ausmacht.
13. Rückspülfähiges Tiefenfilter zur Reinigung flüssiger Medien, welches in einem zur Durchströmung und Rückspülung ausgerüsteten Behälter (21) mindestens zwei lose Schichten (22, 23) aus körnigen Filtermedien unterschiedlicher absoluter Dichte enthält, von denen mindestens eines zur Rückhaltung organischer Anteile der Medien bestimmt ist und organophile Eigenschaften hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium mindestens teilweise aus einzelnen Körnern aus anorganischem Kernmaterial besteht, das mit einer in dem flüssigen Medium praktisch unlöslichen Beschichtung aus Kohlenstoff in organischer Bindung oder/und in elementarer Form enthaltendem Material versehen ist.
14. Tiefenfilter nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Kernmaterial ein vorzugsweise mineralisches Material mit einer absoluten Dichte von 3 mindestens 2 g/cm ist.
15. Tiefenfilter nach einem der Patentansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einem in Wasser praktisch unlöslichen organischen Polymermaterial auf Kohlenstoffbasis besteht, das gegebenenfalls vernetzt oder/und teilweise verkohlt ist.
16. Tiefenfilter nach einem der Patentansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner Grössen im Bereich von 0,1 bis 50 mm besitzen und eine absolute Dichte von mindestens 2 g/cm3 haben, wobei die Beschichtung höchstens 30 % und vorzugsweise höchstens 10 % des Gewichts der beschichteten Körner ausmacht.